[發(fā)明專利]對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字孿生的系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011262121.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112347586A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛志偉;馬琛俊;張曉偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電氣液壓氣動(dòng)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G16Y20/20;G16Y40/10;G16Y40/20;H04L29/08;G06F111/20
• 代理公司: 上海遠(yuǎn)同律師事務(wù)所 31307
• 代理人: 許力;張堅(jiān)

1.一種對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字孿生的系統(tǒng)，其特征在于，包括液壓系統(tǒng)數(shù)字孿生管理終端、用于與液壓系統(tǒng)連接的邊緣側(cè)檢測(cè)器以及液壓系統(tǒng)數(shù)字孿生云端，所述液壓系統(tǒng)數(shù)字孿生管理終端與邊緣側(cè)檢測(cè)器連接，所述液壓系統(tǒng)數(shù)字孿生管理終端以及邊緣側(cè)檢測(cè)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與液壓系統(tǒng)數(shù)字孿生云端連接；

所述液壓系統(tǒng)數(shù)字孿生管理終端安裝有液壓系統(tǒng)數(shù)字孿生管理軟件，所述管理軟件包括：

數(shù)字元件構(gòu)建單元，用于供用戶從預(yù)設(shè)的元件庫(kù)選取元件模型，并對(duì)該元件模型的屬性和參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，所述元件包括基本液壓元件、傳感器元件以及智能裝置元件；

數(shù)字液壓系統(tǒng)模型搭建單元，用于通過(guò)由所述數(shù)字元件構(gòu)建單元構(gòu)建的數(shù)字元件搭建數(shù)字液壓系統(tǒng)模型；

映射配置單元，用于供用戶配置配置信息，所述配置信息包括實(shí)際元件與數(shù)字元件的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系和邏輯、實(shí)際元件在液壓系統(tǒng)中的位置、傳感器信號(hào)與實(shí)際值的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及檢測(cè)信號(hào)與所述邊緣側(cè)檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)接收通道的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，所述檢測(cè)信號(hào)包括傳感器信號(hào)以及總線信號(hào)；

第一數(shù)據(jù)收發(fā)單元，用于將搭建的數(shù)字液壓系統(tǒng)模型和所述配置信息發(fā)送給邊緣側(cè)檢測(cè)器、接收來(lái)自邊緣側(cè)檢測(cè)器的檢測(cè)數(shù)據(jù)、將關(guān)鍵參數(shù)發(fā)送給邊緣側(cè)檢測(cè)器以及將數(shù)字液壓系統(tǒng)模型、配置信息和關(guān)鍵參數(shù)發(fā)送給云端；

關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)來(lái)自邊緣側(cè)檢測(cè)器的檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)字液壓系統(tǒng)模型各元件模型的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；

所述邊緣側(cè)檢測(cè)器安裝有邊緣側(cè)程序，所述邊緣側(cè)程序包括：

第二數(shù)據(jù)收發(fā)單元，用于接收來(lái)自所述液壓系統(tǒng)數(shù)字孿生管理終端的配置信息、將各檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給液壓系統(tǒng)數(shù)字孿生管理終端、接收來(lái)自所述液壓系統(tǒng)數(shù)字孿生管理終端的關(guān)鍵參數(shù)以及實(shí)時(shí)將各實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給所述云端；

檢測(cè)信號(hào)采集單元，用于根據(jù)所述配置信息通過(guò)相應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)接收通道從液壓系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集各檢測(cè)信號(hào)；

映射實(shí)施單元，用于根據(jù)所述配置信息將所述各檢測(cè)信號(hào)與相應(yīng)的數(shù)字元件對(duì)應(yīng)；

邊緣側(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算單元，用于根據(jù)所述配置信息將當(dāng)前采集到的各檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的實(shí)際值，形成所述檢測(cè)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述關(guān)鍵參數(shù)、各檢測(cè)數(shù)據(jù)以及各元件模型實(shí)時(shí)算出各元件的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；

所述云端安裝有云端管理程序，所述云端管理程序包括：

第三數(shù)據(jù)收發(fā)單元，用于接收來(lái)自所述液壓系統(tǒng)數(shù)字孿生管理終端的數(shù)字液壓系統(tǒng)模型、配置信息和關(guān)鍵參數(shù)以及用于實(shí)時(shí)接收來(lái)自所述邊緣側(cè)檢測(cè)器的各實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；

液壓數(shù)字系統(tǒng)管理單元，用于存儲(chǔ)數(shù)字液壓系統(tǒng)模型、配置信息和關(guān)鍵參數(shù)、對(duì)相應(yīng)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行云端注冊(cè)以及動(dòng)態(tài)運(yùn)行數(shù)字液壓系統(tǒng)；

評(píng)估與預(yù)測(cè)單元，用于根據(jù)各實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)相應(yīng)液壓系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行評(píng)估以及對(duì)相應(yīng)液壓系統(tǒng)的壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字孿生的系統(tǒng)，其特征在于，所述管理軟件還包括離線仿真單元，用于對(duì)數(shù)字液壓系統(tǒng)模型進(jìn)行離線仿真以供用戶調(diào)試元件模型的屬性和參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字孿生的系統(tǒng)，其特征在于，所述邊緣側(cè)檢測(cè)器包括控制模塊、用于形成多個(gè)檢測(cè)信號(hào)接收通道的多個(gè)檢測(cè)信號(hào)接收模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊以及調(diào)試模塊，所述控制模塊與所述多個(gè)檢測(cè)信號(hào)接收模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊以及調(diào)試模塊連接，所述多個(gè)檢測(cè)信號(hào)接收模塊以及網(wǎng)絡(luò)模塊均與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字孿生的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)檢測(cè)信號(hào)接收模塊采用ADC模塊、I O模塊、總線模塊、RS485模塊以及RS232模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字孿生的系統(tǒng)，其特征在于，所述邊緣側(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算單元，還用于：

將所述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與相應(yīng)的閾值范圍進(jìn)行比對(duì)，若超出所述閾值范圍，則通過(guò)所述第二數(shù)據(jù)收發(fā)單元向所述云端進(jìn)行報(bào)警。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字孿生的系統(tǒng)，其特征在于,所述邊緣側(cè)程序還包括實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)短期存儲(chǔ)單元，用于對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行短期存儲(chǔ)。